El proyecto “Edificios municipales energéticamente eficientes y sustentables” permitió estudiar el comportamiento higrotérmico y energético de 47 edificios en varias regiones bioclimáticas de Argentina. El estudio de caso “Estación Joven” corresponde a la refuncionalización de una antigua estación de ferrocarril a poca distancia de Rosario, Santa Fe. El método consiste en auditar el edificio en dos momentos del año, durante una semana, a fin de conocer su demanda de energía y comportamiento higrotérmico y confort. Se exponen y discuten resultados de una monitorización higrotérmica, junto a una propuesta de mejora en su comportamiento.Laboratorio de Arquitectura y Hábitat Sustentabl

Basualdo, David Ezequiel

Basualdo, Julián

Berardi, Roberto Nino

Birche, María Belén

Czajkowski, Jorge Daniel

Gómez, Analía Fernanda

Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

1  COMPORTAMIENTO HIGROTÉRMICO DE UN EDIFICIO PATRIMONIAL. CASO “ESTACIÓN JOVEN” EN PÉREZ, SANTA FE.  Gómez, Analía; Czajkowski, Jorge; Birche, Belén; Berardi, Roberto; Basualdo, David y Basualdo Rapetti, Julián  Laboratorio de Arquitectura y Hábitat Sustentable, FAU, UNLP / CIC / CONICET  j.czajkowski@fau.unlp.edu.ar // jdczajko@gmail.com      RESUMEN  El proyecto “Edif icios municipales energéticamente ef icientes y sustentables” permitió estudiar el comportamiento higrotérmico y energético de 47 edif icios en varias regiones bioclimáticas de Argentina. El estudio de caso “Estación Joven” corresponde a la refuncionalización de una antigua estación de ferrocarril a poca distancia de Rosario, Santa Fe. El método consiste en auditar el edif icio en dos momentos del año, durante una semana, a f in de conocer su demanda de energía y comportamiento higrotérmico y confort. Se exponen y discuten resultados de una monitorización higrotérmica, junto a una propuesta de mejora en su comportamiento.   Palabras Claves: Confort higrotérmico, Patrimonio, Municipios, Santa Fe.  Área Temática: Arquitectura ambientalmente consciente. Edif icación sustentable.  Categoría del Trabajo: Trabajo de docentes y/o investigadores.     2  1. INTRODUCCIÓN  El trabajo es parte de una muestra de 47 edif icios municipales auditados por el proyecto Euroclima+ “Edif icios Municipales Energéticamente Ef icientes y Sustentables” . El proyecto es coordinado por la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) y cuenta con la asociación de la Red Argentina de Municipios frente al Cambio Climático (RAMCC) y el Copenhagen Centre on Energy Efficiency (C2E2). Es f inanciado por la República de Francia mediante la Agencia Francesa de Desarrollo (AFD).  El caso presentado en este trabajo es un edif icio localizado en calle 9 de Julio y A. San Martín de Pérez (Lat -32.99; Long -60.77) en clima templado cálido en Zona IIIb (IRAM 11603). Este Centro cumple una gran función social en una zona vulnerable de poblac ión de medio bajo nivel de ingresos. Su reacondicionamiento se f inalizó en 2017. Está implantado en una antigua estación de FFCC.    Figura 1: Implantación de la “Estación Joven” en la comuna de Pérez, Santa Fe. Fuente: Propia a partir de mapas de OpenStreetMap y Google Maps, 2022.    Figura 2: Entrada del edificio comunal y detalle interior hacia el andén. Fuente: Propia, 2022.  Tabla 1: Datos mensuales de temp medias y radiación solar por orientación de la Ciudad de Rosario (Santa Fe). Lat: -32.982, Long: -60.730. Fuente: Norma IRAM 11900, 2017.   3 Este edif icio como el resto de la muestra estudiada fue propuesto por los intendentes y jefes comunales de cada uno de los 17 distritos auditados por el equipo del Laboratorio de Arquitec tura y Hábitat Sustentable de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad Nacional de La Plata. La totalidad del instrumental utilizado pertenece al LAyHS y fue adquirido con fondos públicos previamente.  1.1. Características del edificio  El Centro de apoyo juvenil «Estación Joven» es de antigua construcción, f ines del siglo XIX, con materialidad tradicional. Tiene una superf icie habitable de 84.39 m2 y un volumen a climatizar de 285.92m3 con una altura media de locales de 4.30m. Compuesto por cerramientos opacos en ladrillos comunes de 30 cm revocados en ambas caras y un K= 1.88 W/m2K. Los techos son a dos aguas de tipo liviano compuesto por estructura de madera de pino sobre los que materializa un entablonado machihembrado de ¾”, cartón embreado y chapa ondulada aluminizada al exterior. El cielorraso es visto y tiene un K= 2.58 W/m2K. Todas las carpinterías de puertas y ventanas son de madera en regular estado con vidriado sencillo de 4 mm y en algunos casos con postigos interiores junto a vidrios f ijos de seguridad de 3+3mm y un K= 5.86 W/m2K. Las renovaciones de aire se f ijan en N=2 (IRAM 11604).  El interior tiene buena iluminación natural, la artif icial es tipo f luorescente de bajo consumo y se está renovando a LED. Solo en 1 ambiente orientado al este está climatizado con un aire acondicionado tipo Split de 3000 W. Conserva la envolvente y carpintería original que fueron restauradas. Sufrió una intervención con la colocación de unas ventanas de vidrio f ijo que están en debate en la presentación ante ICOMOS. Solo posee servicio de energía eléctrica.   2. Desarrollo del trabajo: 2.1. Metodología e instrumental utilizado  El equipo del LAyHS posee más de 30 años de experiencia en la realización de auditorías de edif icios y propuestas de rehabilitación energética y ambiental (Rosenfeld, Elías; et Al: 1988) (Czajkowski, J., et Al: 2012). El procedimiento consiste en la visita del edif icio  y su relevamiento en lo formal, constructivo y estado de conservación. Conocido este, se planif ica la instalación de instrumental automático durante una semana a f in de registrar su comportamiento higrotérmico y lumínico, si corresponde en zonas térmicas. Se instaló un resguardo meteorológico en el exterior distante 300 m en la sede del palacio municipal dado que la estación está muy expuesta y sin vigilancia. Se usó un microadquisidor de datos Hobo Pro V2  a f in de registrar la variación de temperaturas y HR con una f recuencia de 15 minutos. En el interior en cada zona térmica se instalaron dos microloggers siendo uno Hobo U12/012 y otro modelo UX100-003. Se registraron temperaturas superf iciales interiores y termograf ía en caso de requerirse. Se realizó una encuesta de percepción ambiental y del confort a empleados municipales.   Figura 3: Instrumental utilizado en la monitorización higrotérmica. Fuente: Propia, 2022.  El trabajo se completa con un análisis del comportamiento energético del edif icio  en régimen estacionario basado en una versión adaptada de las Normas IRAM 11604, 11659 y 11900 a f in de obtener el comportamiento a nivel mensual para determinar la demanda d e energía en climatización. Considerando una agenda de ocupación basada en el relevamiento.  Para invierno y verano se contrastan la versión original con la mejorada y se concluye una propuesta de mejoras . 4  2.2. Comportamiento energético:  El edif icio como se mencionó previamente es de construcción tradicional con muros de ladrillos comunes, carpinterías de madera con vidrio simple de 4mm y techo de chapas metálicas sobre entablonado de madera. Implica una baja ef iciencia energética y es esperable un comportamiento térmico inadecuado. El personal manif iesta que es muy caliente en los meses de verano y f río en los meses de invierno. El reporte de auditoría de invierno del 28/09/2021 al12/10/2021 muestra un consumo de energía eléctrica de 106.2 kWh en energía eléctrica. En la visita de verano no pudo accederse al medidor por falta de personal municipal. El municipio no brindo registros históricos de consumo de energía por falta de información. La f igura 4 muestra las pérdidas de energía discriminadas por la envolvente donde destacan muros y techo con el 27% respectivamente  seguidos de las renovaciones de aire y las ventanas.   Figura 4: Pérdidas térmicas discriminadas situación original   Figura 5: Demanda de energía en calefacción en kWh/mes calculado para TBcal= 20°C, situación original   La Figura 5 muestra la demanda de energía calculada para una temperatura de confort interior de 20ºC usando como base los datos de la Ciudad de Rosario ya que Pérez no posee estación meteorológica.  Tabla 2: Resumen de aspectos dimensionales del edificio    La Tabla 2 muestra indicadores dimensionales y formales del edif icio usados en el diagnóstico energético, del cual surge que el edif icio tiene un Coef iciente volumétrico global de pérdidas térmicas Gcal (IRAM 11604) de 2,87 W/m3K y un Coef iciente de pérdidas unitarias 7,39 W/m2 que resulta en una Demanda anual energía eléctrica en calefacción de 5641,41 kWh/año y 66,85 kWh/m2año, para una temperatura base de calefacción de 20ºC. 5    A f in de def inir estrategias de rehabilitación se analizan las pérdidas y se encuentra que es factible intervenir los techos (27%), muros (27%) y vidriados (14%), según Figura 4, a f in de lograr mejoras en la demanda de energía.   Figura 6: Comparación entre versión original y mejorada  La Figura 6 muestra el impacto que tendrían las mejoras en la envolvente con las mejoras propuestas en aislamiento térmico de muros, techos y vidriados.   2.3. Comportamiento higrotérmico:  Las f iguras 7 y 8 muestran el comportamiento del edif icio durante los períodos f río y cálido del año  respectivamente.    Figura 7: Comportamiento higrotérmico del edificio en setiembre/octubre mostrando resultados del exterior (Izq.) e interior (Der.)  6    Figura 8: Comportamiento higrotérmico del edificio en marzo mostrando resultados del exterior (Izq.) e interior (Der.)  Por temas de agenda en ambos casos las mediciones se realizaron al límite de ambas temporadas siendo más características de inicios de primavera y otoño respectivamente.  Esto se muestra en las gráf icas de confort del modelo B.Givoni materializadas con el programa Psiconf  1.0.   Figura 9: Comportamiento higrotérmico del edificio en set/oct mediante Psiconf 1.0.  7  Figura 10: Comportamiento higrotérmico del edificio en marzo mediante Psiconf 1.0.   Las f iguras 7 y 8 muestran la variación higrotérmica respecto de las zonas de confort de invierno  y  verano, respectivamente. De haberse realizado la monitorización en julio y en enero mostraría que el edif icio es de un bajo confort higrotérmico sumamente f río y húmedo en invierno y muy caliente en verano. En invierno se requeriría el uso de sistemas solares pasivos y en verano  de ventilación cruzada, mayor inercia térmica, aislamiento en techos y protección solar.  2.4. Diagnóstico y propuesta de rehabilitación energética:  La medida más importante es trabajar sobre la envolvente: a. agregar 10 cm de lana de vidrio con foil de aluminio inferior en el espacio entre cabios, o sobre el cielorraso suspendido y reemplacar con tableros de yeso el cielorraso; cubrir los muros interiores con 0.05m de lana de vidrio, barrera de vapor y terminación en tableros de yeso o  negociar con la comisión de patrimonio un aislamiento exterior respetando la imagen existente con 0.05m de EPS de 30kg/m3 con la técnica EIFS (SATE) y c. colocar DVH en ventanas f ijas y móviles más protección solar. Estas soluciones no debieran afectar la imagen del edif icio, conservando la construcción preexistente y le dará adecuados niveles de confort higrotérmico y ef iciencia energética. La solución de aislamiento interior en muros elimina el efecto benéf ico de la inercia térmica. De pensarse en energías renovables la mejor opción es una bomba geotérmica f río/calor accionado por un generador FV. Además, brindaría ACS al of f ice. El generador fotovoltaico podría alimentar además la iluminac ión LED (100W) y la computadora del sector administrativo. Otro grupo del proyecto basado en estas recomendaciones elaborará el proyecto ejecutivo para que la universidad haga el llamado a compulsa de precios y dirija la obra de rehabilitación con fondos de la Unión Europea.   3. CONCLUSIONES.  El diagnóstico energético y monitorización higrotérmica puede considerarse herramientas válidas para conocer las características térmicas y funcionamiento bioclimático y energético de edif icios. Permite generar información sea cuantitativa como cualitativa para no solo tener información primaria sino conocer la opinión de sus habitantes. Esto facilita la justif icación de donde priorizar las inversiones en rehabilitación.  El trabajo muestra con claridad los inconvenientes de programar tantas auditorías en tiempos ajustados junto a desplazarse centenares de km de la sede institucional. A pesar de esto los resultados son valiosos. El mayor inconveniente del caso analizado es estar propuesto como edif icio del patrimonio cultural ya que es usual una incompatibil idad entre los requerimientos para realizar mejoras en la ef iciencia energética y su aprobación por parte de los expertos en conservación del patrimonio edif icado.   Aun así, se mantiene la necesidad de primero un aplicar criterios bioclimáticos, seguido de reducción de la carga térmica y por último compensar con renovables para optimizar la ef iciencia energética respecto de la inversión económica.   8  3.  REFERENCIAS.   Czajkowski, J., Gómez, A., Vagge, C., Salvetti, B., Marcilese, M., Diulio, M. d., y otros. (2012). Evaluación del confort higrotérmico invernal en viviendas unifamiliares del gran La Plata mediante auditorías. Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente , 16, 5.101-5.106. http://www.cricyt.edu.ar/asades/averma.php Czajkowski, J, Basualdo, D., Coronel, A. y Gómez, A. (2019) Evaluación del comportamiento térmico de vivienda social mediante termografía. Condición de verano. XXIII Congreso y XXXVIII Encontro Arquisur Belo Horizonte, Brasil. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/82959  Czajkowski, J. (2022). Psiconf 1.0 - Una aplicación para la graficación y análisis del confort higrotérmico, con datos de instrumental analógico o digital según el modelo de Baruch Givoni. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/141630  Filippín, C., & Follari, J. (2003). Comportamiento termico de un proyecto demostrativo bioclimático en San Luis. 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Normas: IRAM 11601 (2002). Métodos de cálculo. Propiedades térmicas de los componentes y materiales de construcción en régimen estacionario. Norma IRAM 11603. (2012). Acondicionamiento térmico de edificios. Clasificación bioambiental de la Republica Argentina. Norma IRAM 11604 (2001). Ahorro de energía en calefacción. Coeficiente volumétrico Gcal de pérdidas de calor. Cálculo y valores límite. Norma IRAM 11605 (1996). Valores máximos de transmitancia térmica en cerramientos opacos. Norma IRAM 11659-1/2 (2004/7). Ahorro de energía en refrigeración. Parte 1: vocabulario, definiciones, tablas y datos para determinar la carga térmica de refrigeración. Y Parte 2: edificios para viviendas. Valores admisibles Gref. Norma IRAM 11900 (2017). Prestaciones energéticas en viviendas. Método de cálculo y etiquetado de eficiencia energética. Rosenfeld, Elías; Ravella, Olga Rosa; Fabris, Aldo; Discoli, Carlos Alberto; Di Constanzo, Nelly; Lozano, Susana; Martínez, Sara; Ferreyro, Carlos; Czajkowski, Jorge Daniel; Sagasti, Carlos; Fontana, Marisa; Gómez, Analía Fernanda (1988). El consumo de energía en el sector del área metropolitana argentina. Potencial de URE. XXIII Reunión de Trabajo de la ASADES. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/77990  Stazi, F., Di Perna, C., & Munafó, P. (2009). Durability of 20-year-old external insulation and assessment of various types of retrofitting to meet new energy regulations. Energy and Buildings (41), 721-731. doi:10.1016/j.enbuild.2009.02.008  http://www.sciencedirect.com/science/article/p ii/S0378778809000279 Tanides, G. C., Nicchi, F. G., Lavoria, M. L., & Mazitelli, A. (2013). Calefacción en el sector residencial argentino: primera modelización y estudio de las consecuencias de la sustitución de bombas de calor en reemplazo de calefactores a gas. Encuentro Latinoamericano de Uso Racional y Eficiente de la Energía . Buenos Aires. http://eluree.org/wp-content/uploads/2013/09/actas/ Verbeek, G., & Hens, H. (2005). Energy savings in retrofitted dwellings: economically viable? Energy and Buildings (37), 747-754. doi:10.1016/j.enbuild.2004.10.003 http://www.sciencedirect.com/science/article/p ii/S0378778804003366.   Agradecimientos  A la Unión Europea y en particular a la República de Francia por el f inanciamiento de un proyecto que por su complejidad y amplitud no sería posible con los programas nacionales de CyT. A la RAMCC por el apoyo brindado en la gestión de los municipios a auditar. Al Sr Intendente de Pérez y su equipo por la gran cortesía y calidez brindada al equipo auditor al visitarlos . A la ciudadanía del municipio, empleados y funcionarios del palacio municipal.   

Comportamiento higrotérmico de un edificio patrimonial : Caso “Estación Joven” en Pérez, Santa Fe

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